В 2010 году Организация Объединенных Наций (ООН) официально заявила, что доступ к чистой воде и безопасным санитарным условиям является основным правом человека. В соответствии с этим в Цели устойчивого развития № 6 сформулировано, что каждый человек должен иметь доступ к безопасным санитарным условиям к 2030 году. Такой механизм позволит ликвидировать открытую дефекацию, от которой все еще страдают миллиарды людей. Согласно совместной программе мониторинга в области водоснабжения и санитарных услуг и программе Организации Объединенных Наций, в которую включена задача мониторинга прогресса в достижении ЦУР № 6, 2,3 миллиарда человек вообще не имеют доступа к санитарно-гигиеническим средствам, в то время как более двухсот миллионов тонн человеческих отходов ежегодно остаются неотработанными.

В развитых странах большинство людей, если не все, воспринимают передовые, взаимосвязанные системы канализации и очистки сточных вод как должное, в то время как в развивающихся странах 90 % сточных вод попадает в озера, реки и океаны. Такое отношение к окружающей среде создает опасность для здоровья животных, растений и людей. «Шестьдесят процентов людей не имеют доступа к безопасным санитарным условиям», – говорит Сун Ким (Sun Kim), сотрудник Фонда Билла и Мелинды Гейтс и председатель проектного комитета ИСО/ПК 318, занимающийся разработкой стандарта на системы санитарии в масштабах сообщества.

A young Indian girl fills a metal container with water from a well.Кроме того, чистая вода и санитария тесно связаны между собой, поскольку неконтролируемые сточные воды часто загрязняют водные ресурсы, что приводит к разрушительным последствиям. «Если у нас не будет безопасных санитарных условий, то водные ресурсы будут испорчены», –отмечает Ким. Шокирующим является факт, что 1,8 миллиарда человек используют источники воды, загрязненные фекалиями. Поэтому неудивительно, что, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), грязная вода и плохие санитарные условия являются причиной смертей детей. Как мы можем решить данную проблему?

Экологичные решения

Строительство обычных типов систем канализационных коллекторов и систем обработки отходов является одним из вариантов решения проблемы, но для ее решения требуются огромные средства и время: два ресурса, которые не так легко доступны в развивающихся странах. Существует ли способ создания систем, не подключенных к канализационным коллекторам, которые будут выполнять те же функции, но без затрат на инфраструктуру? «Мы склоняемся к положительному ответу», – отмечает Сун Ким. Фактически ИСО и Фонд Гейтс совместно добиваются достижения поставленных целей благодаря работе ИСО/ПК 318, секретариат которого ведется национальным органом по стандартизации США и Сенегала в рамках взаимодействия ИСО. Фото: Сельские жители с пластиковыми канистрами выстраиваются в линию, чтобы получить чистую воду из общедоступного колодца в Ньярусизе, Уганда.

Local villagers waiting with plastic canisters to get safe water from a public water well.
Жители деревни выстраиваются в очередь с пластиковыми канистрами, чтобы получить чистую воду из общественного колодца в Ньярусизе, Уганда.

Эксплуатируемые санитарные сооружения без коллекторов, подключенных к системам канализации, известны как системы без канализации. После значительной поддержки, оказанной Фондом Гейтс, ИСО начала разработку Соглашений международного семинара (IWA) по этому вопросу. Фонд Гейтс содействует проведению исследований и их спонсированию в таких областях, как образование, сельское хозяйство, глобальное здравоохранение и улучшение санитарных условий в развивающихся странах, в то время как ИСО помогает в разработке целевых спецификаций, направленных на выход на рынок менее чем за год, с использованием ускоренного процесса, предлагаемого IWA.

Хотя IWA зачастую становятся полноценными стандартами ИСО, они содержат самостоятельные важные решения. В ISOfocus (#126) за январь/февраль 2018 года уже описана работа IWA 24, в которой содержатся общие требования к безопасности и производительности при проектировании и испытании систем канализации, не подключенных к центральным коллекторам. Стандарт, который вышел в конце прошлого года, также служит основой для ISO 30500, международного стандарта для небольших, безопасных, автономных и самообслуживающихся туалетов в комплекте с фекальной обработкой.

Между тем ИСО/ПК 318 занимался разработкой систем в масштабах сообщества, которые могут обрабатывать отходы, получаемые от десятков тысяч людей, используя автономные туалеты, которые могут функционировать, не будучи подключенными к сети. IWA 28 содержит требования к проектированию, производительности, испытаниям, сертификации и эксплуатации независимых, автономных и энергетических установок, известных как установки для обработки фекального ила (FSTU). В настоящее время ИСО/ПК 318 находится в процессе преобразования IWA 28 в стандарт ИСО, который будет называться ISO 31800.

Фото: Архив Гейтса / Саманта Рейндерс
Buckets of faecal waste.
Лаборатория по исследованию фекальных отходов является профессиональным исследовательским центром, расположенным в Инженерной школе Университета Квазулу-Наталь.

Процесс разработки технологии

Как сложилась текущая ситуация? Давайте взглянем на историю, стоящую за этим соглашением. После разработки концепции FSTU Фонд Гейтса обратился к исследователям и промышленности с целью реализации данной идеи. «Мы работали с TÜV SÜD, чтобы создать частный стандарт для FSTU, который мы предложили в качестве исходного документа для ISO 31800», – поясняет Ким. TÜV SÜD – это немецкая инженерная и технологическая организация, специализирующаяся на тестировании развивающихся технологий, их проверке и сертификации.

ИСО/ПК 318 разработал IWA 28 для густо населенных районов, таких как крупные города и поселки. Во многих городских районах развивающегося мира имеются неэффективные системы сбора и транспортировки большого количества фекального материала, причем могут отсутствовать средства для обработки отходов, в результате чего они выбрасываются в окружающую среду. IWA 28 описывает процедуры, спецификации и процесс осуществления испытаний, лежащих в основе оборудования, которое безопасно, надежно, устойчиво и эффективно обрабатывает фекальный ил.

По сути IWA 28 содержит структуру, которая согласована с циклической экономикой и предусматривает как безопасность, так и устойчивое развитие. С этой целью IWA 28 содержит требования к обеспечению наличия средств для приема, хранения и последующей обработки фекального ила в FSTU. Минимальные требования включают необходимость использования фекального материала в качестве топлива и для рекуперации энергии, а также с целью ограничения любых выбросов и запахов в атмосферу, снижения уровня шума и величины сточных вод. Существуют также требования к конечным продуктам процесса, например когда обработанный фекальный осадок превращается в материал, который могут использовать фермеры в качестве удобрения.

Фото: Архив Гейтс / Сэм Фелпс
Janicki Omni Processor waste treatment plant in Dakar with worker in blue overalls standing in the foreground.
Процессор Janicki Omni был установлен в Дакаре, Сенегал, в 2015 году и в настоящее время обслуживает до ста тысяч человек.

Со своей стороны Ким дополняет: «ISO 31800 является «агностической технологией» и не относится к какой-либо одной технологии, такой как сжигание шлама, анаэробное пищеварение или другие формы биологической или гелиометрической системы. У нас даже есть партнер по исследованиям, который занимается разработкой технологии, использующей сверхкритическое окисление воды. Это зависит от того, что подходит для условий окружающей среды, пока конструкция FSTU использует фекалии в качестве топлива для уничтожения патогенов с учетом плодотворной способности фекального осадка.

Все в одном

Инжиниринговая фирма Sedron Technologies из США, представленная в ИСО/ПК 318, разработала первый прототип FSTU, который развивался совместно с IWA 28. Технология, известная как “Omni Processor”, использует осадок сточных вод в качестве топлива как для сушки осадка, так и для завершения процесса в рамках FSTU. Уникальная технология быстро продвигается к коренному изменению ненужной обрабатывающей отрасли промышленности. Например, пилотный завод был установлен в Дакаре, Сенегал, в 2015 году и успешно работает в той геолокации с тех пор.

В настоящее время цель заключается в том, чтобы разрабатывать стандарты для поддержания различных технологий, предусматривающих воспроизведение успешной истории Дакара. IWA 28 содержит строгие требования к управлению процессом, функциональности, воздействиям на окружающую среду и сертификации. Таким образом, каково обоснование этого? «Идея заключается в том, чтобы найти баланс между техническими требованиями, которые будут гарантировать, что болезнетворные микроорганизмы будут нейтрализованы, вместе с вероятностью охвата максимального количества стран и поддержки местных клиентов, таких как коммунальные службы, правительства и предприятия», – объясняет Ким. 

Разрабатывающийся ISO 31800 будет также гарантировать, что показатели FSTU будут сохраняться в течение длительного времени. «Хотя стандарт написан для первоначальной оценки FSTU, элементы требований в отношении эффективности также могут быть использованы для мониторинга долгосрочной производительности системы», – добавляет Сун Ким.

Фото: Архив Гейтс/Сэм Фелпс 
Seated in front of a computer screen, a technician controls the automated system that operates the Janicki Omni Processor.
Техник управляет автоматизированной системой, которая координирует процессор Janicki Omni.

Это победитель!

Во многих отношениях понятие FSTU является беспроигрышным с точки зрения средств обеспечения районов, в которых отсутствуют канализационные трубы, подключенные к очистным сооружениям. У FSTU есть также преимущества в устранении загрязнения воды, вызванного непереработанным фекальным осадком. FSTU также уменьшает воздействие на изменение климата. Такая ситуация происходит потому, что неочищенные сточные воды ферментируются, а затем выделяют метан, который является очень мощным парниковым газом – в тридцать раз более мощным, чем углекислый газ. «Вместо выбросов метана, образующихся в результате естественного анаэробного сбраживания фекального осадка, прямая обработка и конверсия в двуокись углерода оказали бы меньшее воздействие на изменение климата. Кроме того, поскольку выбросы углекислого газа происходят в основном из потребляемых продуктов питания, они являются частью текущего углеродного цикла, а не выбросом углерода, который ранее был заблокирован в ископаемом топливе, – поясняет Ким. – 

Фото: Архив Гейтс/Сэм Фелпс 
Worker transporting waste to the Omni Processor in a wheelbarrow.
Отходы транспортируются в процессор Omni для переработки.

Мы верим, что FSTU лучше с точки зрения образования патогена, лучше с точки зрения окружающей среды и в отношении упорядочивания бесконтрольного работы фекального материала, что также лучше с точки зрения выделения парниковых газов».

Такие решения также должны быть экономически жизнеспособными, или производители и пользователи не будут их внедрять. Таким образом, ISO 31800 обеспечит основу экономической устойчивости, являясь основой для тестирования и сертификации в дополнение к техническим требованиям. Данные факторы, в свою очередь, вселяют веру среди покупателей, операторов и пользователей FSTU. «С нашей точки зрения, устойчивость включает много различных элементов. Но чтобы настоящий стандарт имел будущее, он должен поддерживать жизнеспособность компании», – завершает Ким. На основе происходящих событий в Дакаре ISO 31800 имеет большой потенциал для будущего успеха.